by / sumaart
電化學(xué)氣體分析儀具有小型、輕便、快捷等優(yōu)點(diǎn)在我國應(yīng)用較多。但國內(nèi)傳感器制作技術(shù)有限大部分仍需進(jìn)口傳感器使用成本較大。實(shí)際使用中電化學(xué)儀器還會普遍存在取樣流量、氣體交叉干擾以及前處理等方面的問題。
取樣流量對電化學(xué)儀器的影響
采用電化學(xué)傳感器設(shè)計(jì)的煙氣分析儀不論是國產(chǎn)儀器還是國外進(jìn)口儀器在使用過程中經(jīng)常碰到“測不準(zhǔn)”問題，即在實(shí)驗(yàn)室測試標(biāo)準(zhǔn)氣體是好的到了現(xiàn)場卻測不準(zhǔn)。這是因?yàn)殡娀瘜W(xué)傳感器對流速的變化極為敏感。通常電化學(xué)類煙氣分析儀的測試讀數(shù)與采氣流速呈“正相關(guān)”。
HJ/T 57-2000《固定污染源排氣中二氧化硫的測定 定電位電解法》標(biāo)準(zhǔn)特別強(qiáng)調(diào)：“采氣流速的變化直接影響儀器的測試讀數(shù)”。
國家環(huán)境監(jiān)測總站《火力發(fā)電業(yè)建設(shè)項(xiàng)目竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》中也寫道：“定電位電解法監(jiān)測儀器對采樣流量要求甚嚴(yán)監(jiān)測數(shù)據(jù)的顯示與采樣流量的變化成正比當(dāng)儀器采樣流量減小時(shí)（例如煙道負(fù)壓大于儀器抗負(fù)壓能力）監(jiān)測數(shù)據(jù)明顯變小。在使用時(shí)為了減少測定誤差，儀器的工作流量應(yīng)與標(biāo)定（校準(zhǔn)）時(shí)的流量相等”。
而煙道內(nèi)煙氣既有正壓工況的也有負(fù)壓工況的甚至存在壓力忽大忽小的變化工況。極端情況下有些煙道還存在很大的負(fù)壓（如寶鋼燒結(jié)機(jī)頭負(fù)壓=20kPa）。針對大多數(shù)煙道負(fù)壓的情況居多很多電化學(xué)煙氣分析儀配置了大功率的取樣氣泵。這一措施僅能避免抽不出氣的問題仍然改變不了“負(fù)壓降低采氣流速”的問題。因此不管你是大功率泵還是小功率泵只要煙道有負(fù)壓檢測示值一定偏低。換句話說只要你現(xiàn)場采氣流速不等于實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定流速測試示值肯定不準(zhǔn)。
而現(xiàn)場測試過程中流速對測量結(jié)果的影響往往難以暴露只有當(dāng)測試數(shù)據(jù)明顯偏離時(shí)才會引起注意。所以對儀器操作人員提出了較高的要求必須嚴(yán)格控制儀器標(biāo)定和采樣的流量盡量保持一致。
氣體交叉干擾對電化學(xué)儀器的影響
電化學(xué)傳感器通過設(shè)置不同的電極電位使得傳感器對應(yīng)某一特定氣體敏感從而達(dá)到測定的目的。但對于電極電位相似的氣體會產(chǎn)生交叉干擾。
實(shí)際的應(yīng)用中燃油爐、燃?xì)鉅t、水泥廠的監(jiān)測過程中會出現(xiàn)SO2、NO測定值明顯偏低或檢測無的情況主要是因?yàn)榕欧艧煔庵蠳O2的干擾原因。而在測定鍋爐、水泥窯、燒結(jié)機(jī)煙氣時(shí)往往會出現(xiàn)SO2測定值明顯偏大的情況主要是因?yàn)榕欧艧煔庵蠧O的干擾原因。
雖然這些氣體的交叉干擾已知但由于干擾值的非線性和非重復(fù)性電化學(xué)儀器也無法對干擾值進(jìn)行有效補(bǔ)償。所以當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時(shí)還必須選用其他測試方法重新測試。
預(yù)處理對電化學(xué)儀器的影響
電化學(xué)儀器的前處理普遍比較簡單主要由取樣探針、取樣管和過濾器組成。
一般在不采用濕法脫硫的煙道氣的含濕量不超過3% ,而采用濕法脫硫后的煙氣含濕量往往大于5%,如果脫硫設(shè)備脫水不好, 煙氣含濕量可高達(dá)12%。高含濕量的煙氣進(jìn)入取樣管路后,由于溫度下降超過露點(diǎn)溫度, 取樣管路將產(chǎn)生冷凝水,并會吸收一部分煙氣中的SO2 , 導(dǎo)致進(jìn)入傳感器的SO2 濃度降低,造成監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)負(fù)偏差甚至無。
也有少數(shù)高端的電化學(xué)儀器采用了加熱探針、伴熱管路以及冷凝除水的前處理系統(tǒng)來避免冷凝水對SO2的影響但成本過高不利于推廣。
長期使用儀器后由于煙氣濕度的影響在電化學(xué)傳感器的滲透膜表面會形成結(jié)露水；結(jié)露水會影響氣體分子的滲透從而導(dǎo)致測量結(jié)果偏低甚至測試不到目標(biāo)污染物。所以電化學(xué)儀器每次使用前應(yīng)抽取一段時(shí)間干燥清潔的空氣吹掃傳感器以保證測量準(zhǔn)確。
此外電化學(xué)傳感器使用壽命有限在超過量程測試時(shí)還容易出現(xiàn)“中毒”現(xiàn)象導(dǎo)致傳感器失效。基于這些原因便攜電化學(xué)氣體分析儀的使用范圍受到了一定的限制尤其在類似背景氣體復(fù)雜、高濕低濃度的測試條件下已經(jīng)不能滿足監(jiān)測或比對的要求。
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